Solid-phase spectrophotometry determination of Нg (II) using hromazurol S

Authors

  • Єлизавета Євгеніївна Костенко National University of Food Technologies Vladimirskaya 68, Kiev, Ukraine, 01601, Ukraine
  • Олена Миколаївна Бутенко National University of Food Technologies Vladimirskaya 68, Kiev, Ukraine, 01601, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24893

Keywords:

solid-phase spectrophotometry determination, toxic metals

Abstract

The following optimal interaction conditions of mercury with hromazurol S in the phase of polymeric anion exchanger АV-17´8-С1 are determined: maximum extraction (85%) of Hg (II) is achieved at pH 1 within 20 minutes of phase contact from the volume of 50 cm3. Quantitative sorption is also possible with 500 cm3 of the solution. The concentration factor is 1667 cm3/g. The detection limit is 20 mkg/dm3. Mercury (II) is virtually not adsorbed by anion exchanger AV-17´ 8-C1. Baer's law is fulfilled within the concentration range of mercury (20-100) mkg/dm3 (V=50sm3). lопт = 580 nm. Complexation of Hg (II) with SF HAZ is affected by: 1:1000 - Cu (II), Zn (II), Cd (II), Zr (IV), Fe (III); Pb (II), Co (II), Al (III) l.z.m., Br-, SO42-, F-, NO3-, 1:10 - Sn (ІV).

The complexation chemistry in the studied system is considered. Ratio of components in the complex - Hg:HAZ-A=1:1 is defined. Conditional stability constant of complex lgb1 = 8.1 ± 0.7 is calculated.

The obtained data were used for developing the new method for SPS determination of mercury in food and environmental objects, which does not yield to the best standard methods in respect of sensitivity, selectivity and expressness, and outstrips them in respect of the experiment simplicity. The method is tested for fungi analysis. Data validation is carried out by the “introduced-found” method. Convergence of the results, obtained using the new and standard (AAS) methods validates them.

Author Biographies

Єлизавета Євгеніївна Костенко, National University of Food Technologies Vladimirskaya 68, Kiev, Ukraine, 01601

Professor

Department of Analytical chemistry

Олена Миколаївна Бутенко, National University of Food Technologies Vladimirskaya 68, Kiev, Ukraine, 01601

Assistant professor

Department of Analytical chemistry

References

  1. Yoshimura, K. Ion - exchanger phase absorptiometry for trace analysis [Text] / K. Yoshimura, H. Waki // Talanta. – 1985. – Vol. 32, № 5. – P. 345 – 347.
  2. Брыкина, Г. Д. Твердофазная спектрофотометрия [Текст] / Г. Д. Брыкина, Л. С. Крысина, В. М. Иванов // Журн.аналит. химии. – 1988. – Т. 43, № 9. – С. 1547–1560.
  3. СанПиН. 43-123-4089-56. Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышъяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах [Текст] / Введ. 1986-25-06. – М.: Изд-во стандартов, 1986. – 85 c.
  4. Mondal, B. C . Determination of mercury species with a resin functionalized with a 1,2-bis (o-aminophenylthio) ethane moiety [Text] / B. C. Mondal, A. K. Das // Anal.Chim.Acta. – 2003. – Vol. 477. – P. 73–80.
  5. Дедкова, В. П. Тест-метод определения ртути (ІІ) дитизоном на твердой фазе волокнистого анионообменника [Текст] / В. П. Дедкова, О. П. Швоева, С. Б. Саввин // Журн. аналит. химии. – 2004. – Т. 59, № 4. – С. 429–433.
  6. Chandra, Debraj Polyacrylate anion exchangers in sorption of heavy metal ions with the biodegradable complexing agent [Text] / Debraj Chandra, Swapan Kumar Das, Asim Bhaumik // Chemical Engineering Journal. – 2009. – Vol. 150, Issues 2-3. – P. 280–288.
  7. Костенко, Є. Є. Дослідження взаємодії Cu(II), Pb(II), Zn(II), Hg(II), Cd(II) з твердофазним еріохромом чорним Т [Текст] / Є. Є. Костенко, М. Й. Штокало // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2006. – Т. 6, № 24. – С. 45–48.
  8. Vengris, T. Nickel, copper and zinc removal from waste water by a modified sorbent [Text] / T. Vengris, R. Binkiene, A. Sveikaus-kaite // Appl. Clay Sci. – 2001. – Vol. 18, № 3-4. – P. 183–190.
  9. Pradas, E. G. Adsorption of cadmium and zinc from aqueous solution on natural and activated bentonite [Text] / E. G. Pradas, M. V. Sanchez, F. C. Cruz, M. S. Viciana, M. F. Perez // J. Chem. Tech. Biotechnol. – 1994. – Vol. 59, № 3. – P. 289–295.
  10. Viraraghavan, T. Adsorption of mercury from wastewater by bentonite [Text] / T. Viraraghavan, A. Kapoor // Appl. Clay Sci. – 1994. – Vol. 9, № 1. – P. 31–49.
  11. Tonle, I. K. Preconcentration and voltammetric analysis of mercury (II) at a carbon pasteelectrode modified with natural smectite-type clays grafted with organic chelating groups [Text] / I. K. Tonle, E. Ngameni, A. Walcarius // Sens. Act. В. – 2005. – Vol. 110, № 2. – Р. 195–203.
  12. Goswami, A. Silica gel functionalized with resacetophenone: synthesis of a new chelating matrix and its application as metal ion collector for their flame atomic absorption spectrometric determination [Text] / A. Goswami, A. K. Singh // Anal. Chim. Acta. – 2002. – Vol. 454. – P. 229–240.
  13. Etienne, M. Analytical investigation of the chemical reactivity and stability of aminopropyl-grafted silica in aqueous medium [Text] / M. Etienne, A. Walcarius // Talanta. – 2003. – Vol. 59. – P. 1173–1188.
  14. Perrez-Quintanilla, D. Preparation of 2-mercaptobenzothiazole – derivatized mesoporous silica and removal of Hg (II) from aqueous solution [Text]/ D. Perrez-Quintanilla, J. Hierro, M. Fajardo, I. Sierra // J. Environ. Monit. – 2006. – Vol. 8. – P. 214–222.
  15. Арендарюк, Е. Н. Сорбционно-спектроскопическое определение ртути на γ-аминопропилсиликагеле [Текст] / Е. Н. Арендарюк, А. К. Трофимчук, Э. С. Яновская, Л. А. Батковская // Укр.хим.журн. – 2001. – Т. 67, № 9. – С. 33–36.
  16. Симонова, Л. Н. Сорбционно-фотометрическое определение различных форм ртути с помощью силикагеля с привитой N-бензоил-N’-пропилтиомочевиной [Текст] / Л. Н. Симонова, И. М. Брускина, А. К. Трофимчук, А. С. Тряшин // Журн. аналит. Химии. – 1989. – Т. 44. – С. 661–665.
  17. Айвазов, Б. В. Практическое руководство по хроматографи [Текст]: книга / Б. В. Айвазов. – М.: Высш.шк., 1968. – С. 81–88.
  18. Костенко, Е. Е. Твердофазная спектрофотометрия – эффективный метод определения тяжелых металлов в пищевых объектах [Текст] / Е. Е. Костенко, М. И. Штокало // Журн. аналит. химии. – 2004. – Т. 59, № 12. – С. 1276–1282.
  19. Костенко, Є. Є. Хіміко-аналітичні властивості сульфофталеїнових барвників, іммобілізованих на аніоніті АВ-17×8 та їх використання в аналізі харчових об’єктів [Текст] / Є. Є. Костенко // Методи та об‘єкти хім. аналізу. – 2011. – Т. 6, № 1-2. – С. 56–70.
  20. Костенко, Е. Е. Фотометрическое определение микроколичеств свинца в питьевой воде с помощью сульфоназо III [Текст] / Е. Е. Костенко, М. Г. Христиансен, Е. Н. Бутенко // Химия и технология воды. – 2002. – Т. 24, № 6. – С. 558–565.
  21. Николаева, Т. М. Определение железа методом твердофазной спектрофотометрии [Текст] / Т. М. Николаева, А. И. Лаза- рев // Заводская лаборатория. – 1992. – Т. 58, № 10. – С. 10–13.
  22. Брыкина, Г. Д. Твердофазная спектрофотометрия [Текст] / Г. Д. Брыкина, Д. Ю. Марченко, О. А Шпигун // Журн. аналит. химии. – 1995. – Т. 50, № 5. – С. 484–491.
  23. Брыкина, Г. Д. Сорбционно-рентгенофлуоресцентное определение меди, никеля, цинка и кадмия в почвах [Текст] / Г. Д. Брыкина, Н. Л. Степанова, А. В. Стефанов, Л. С. Крысина, Т. А. Белявская // Журн. аналит. химии. – 1983. – Т. 38, № 1. – С. 33–37.
  24. Брыкина, Г. Д. Определение микроколичеств урана (VI) методом твердофазной спектрофотометрии [Текст] / Г. Д. Брыкина, Г. Ф. Агапова, В. Ф. Калинина, Л. С. Крысина // Журн. аналит. химии. – 1988. – Т. 43, № 8. – С. 1461–1465.
  25. Брыкина, Г. Д. Сорбционно-фотометрическое определение палладия в промышленных объектах [Текст] / Г. Д. Брыкина, Т. В. Марчак, Л. С. Крысина, В. П. Хвостова, Т. А. Белявская // Журн. аналит. химии. – 1982. – Т. 37, № 10. – С. 1841–1845.
  26. Пилипенко, А. Т. Модифицирование катионообменника КУ-23 4-(2- пиридилазо) резорцином для концентрирования и фотометрического определения тяжелых металлов [Текст] / А. Т. Пилипенко, В. Г. Сафронова, Л. В. Закревская // Журн. аналит. химии. – 1989. – Т. 44, № 9. – С. 1594–1598.
  27. Тертых, В. А. Равновесия комплексобразования и адсорбции на поверхности исходных и модифицированных кремнеземов [Текст] / В. А. Тертых, В. В. Янишпольский // Теор. и экспер. химия. – 1991. – № 3. – С. 361–370.
  28. Скопенко, В. В. Исследование взаимодействия неводных расторов меди (ІІ) и кобальта (ІІ) с γ-(2(8)-метилхинолинамино-пропилаєросилом [Текст] / В. В. Скопенко, А. К. Трофимчук, В. Н. Зайцев // Журн. неорг. химии. – 1982. – Т. 27, № 10. – С. 2579–2582.
  29. Холин, Ю. В. Выбор модели описания равновесий комплексообразования CoCl2 с аминопропилкремнеземами в диметил- формамиде [Текст] / Ю. В. Холин, В. Н. Зайцев, Н. Д. Донская // Журн. неорг. химии. – 1990. – Т. 35, № 6. – С. 1569–1574.
  30. Парфит, Г. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел [Текст]: книга / Г. Парфит, К. Рочестер. – М.: Мир, 1986. – 475 с.
  31. Костенко, Є. Є. Хіміко-аналітичні властивості азобарвників, іммобілізованих на аніоніті АВ-17Ч8, та використання їх в ана¬лізі харчових об’єктів [Текст] / Є. Є. Костенко // Укр. хім. журн. – 2011. – Т. 77, № 8. – С. 107–115.
  32. Yoshimura, K., Waki, H. (1985). Ion - exchanger phase absorptiometry for trace analysis. Talanta, Vol. 32, № 5, 345–347.
  33. Brykina, G. D., Krysina, L. S., Ivanov, V. M. (1988). Tverdofaznaja spektrofotometrija. Zhurn.analit.himii, Vol. 43, № 9, 1547–1560.
  34. SanPiN. 43-123-4089-56. Predel’no dopustimye koncentracii tjazhelyh metallov i mysh’jaka v prodovol’stvennom syr’e i pishhevyh produktah (1986). Vveden 1986-25-06. Izd-vo standartov, 85.
  35. Mondal, B. C., Das, A. K. (2003). Determination of mercury species with a resin functionalized with a 1,2-bis (o-aminophenylthio) ethane moiety. Anal.Chim.Acta, Vol. 477, 73–80.
  36. Dedkova, V. P., Shvoeva, O. P., Savvin, S. B. (2004). Test-metod opredelenija rtuti (ІІ) ditizonom na tverdoj faze voloknistogo anionoobmennika. Zhurn. analit. himii, Vol. 59, № 4, 429–433.
  38. Chandra, Debraj, Kumar Das, Swapan, Bhaumik, Asim (2009). Polyacrylate anion exchangers in sorption of heavy metal ions with the biodegradable complexing agent. Chemical Engineering Journal, Vol. 150, Issues 2-3, 280–288.
  39. Kostenko, E. E., Shtokalo, M. J. (2006). Doslіdzhennja vzaemodіi Cu(II), Pb(II), Zn(II), Hg(II), Cd(II) z tverdofaznim erіohromom chornim T. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 6, № 24, 45–48.
  40. Vengris, T., Binkiene, R., Sveikauskaite, A. ( 2001). Nickel, copper and zinc removal from waste water by a modified sorbent. Appl. Clay Sci., Vol. 18, № 3-4, 183–190.
  41. Pradas, E. G., Sanchez, M. V., Cruz, F. C., Viciana, M. S., Perez, M. F. (1994). Adsorption of cadmium and zinc from aqueous solution on natural and activated bentonite. J. Chem. Tech. Biotechnol, Vol. 59, № 3, 289–295.
  42. Viraraghavan, T., Kapoor, A. (1994). Adsorption of mercury from wastewater by bentonite. Appl. Clay Sci., Vol. 9, № 1, 31–49.
  43. Tonle, I. K., Ngameni, E., Walcarius, A. (2005). Preconcentration and voltammetric analysis of mercury (II) at a carbon pasteelectrode modified with natural smectite-type clays grafted with organic chelating groups. Sens. Act. V., Vol. 110, № 2, 195–203.
  44. Goswami, A., Singh, A. K. (2002). Silica gel functionalized with resacetophenone: synthesis of a new chelating matrix and its application as metal ion collector for their flame atomic absorption spectrometric determination. Anal. Chim. Acta, Vol. 454, 229–240.
  45. Etienne, M., Walcarius, A. (2003). Analytical investigation of the chemical reactivity and stability of aminopropyl-grafted silica in aqueous medium. Talanta, Vol. 59, 1173–1188.
  46. Perrez-Quintanilla, D., Hierro, J., Fajardo, M., Sierra, I. (2006). Preparation of 2-mercaptobenzothiazole – derivatized mesoporous silica and removal of Hg (II) from aqueous solution. J. Environ. Monit, Vol. 8, 214–222.
  47. Arendarjuk, E. N., Trofimchuk, A. K., Janovskaja, Je. S., Batkovs-kaja, L. A. (2001). Sorbcionno-spektroskopicheskoe opredelenie rtuti na γ-aminopropilsilikagele. Ukr.him.zhurn, Vol. 67, № 9, 33–36.
  48. Simonova, L. N., Bruskina, I. M., Trofimchuk, A. K., Trja-shin, A. S. (1989). Sorbcionno-fotometricheskoe opredelenie razlichnyh form rtuti s pomoshh’ju silikagelja s privitoj N-benzoil- N’-propiltiomochevinoj. Zhurn. analit. Himii, Vol. 44, 661–665.
  49. Ajvazov, B. V. (1968). Prakticheskoe rukovodstvo po hromatografi. Vyssh.shk., 81–88.
  50. Kostenko, E. E., Shtokalo, M. I. (2004). Tverdofaznaja spektrofotometrija – jeffektivnyj metod opredelenija tjazhelyh metallov v pishhevyh ob’ektah. Zhurn. analit. himii, Vol. 59, № 12, 1276–1282.
  51. Kostenko, E. E. (2011). Hіmіko-analіtichnі vlastivostі sul’foftaleїnovih barvnikіv, іmmobіlіzovanih na anіonіtі AV-17-8 ta їh vikoristannja v analіzі harchovih ob’єktіv. Metodi ta ob‘єkti hіm. analіzu, Vol. 6, № 1-2, 56–70.
  52. Kostenko, E. E., Hristiansen, M. G., Butenko, E. N. (2002). Fotometricheskoe opredelenie mikrokolichestv svinca v pit’evoj vode s pomoshh’ju sul’fonazo III. Himija i tehnologija vody, Vol. 24, № 6, 558–565.
  53. Nikolaeva, T. M., Lazarev, A. I. (1992). Opredelenie zheleza metodom tverdofaznoj spektrofotometrii. Zavodskaja laboratorija, Vol. 58, № 10, 10–13.
  54. Brykina, G. D., Marchenko, D. Ju., Shpigun, O. A (1995). Tverdofaznaja spektrofotometrija. Zhurn. analit. himii, Vol. 50, № 5, 484–491.
  55. Brykina, G. D., Stepanova, N. L., Stefanov, A. V., Krysina, L. S., Beljavskaja, T. A. (1983). Sorbcionno-rentgenofluorescentnoe opredelenie medi, nikelja, cinka i kadmija v pochvah. Zhurn. analit. himii, Vol. 38, № 1, 33–37.
  56. Brykina, G. D., Agapova, G. F., Kalinina, V. F., Krysina, L. S. (1988). Opredelenie mikrokolichestv urana (VI) metodom tverdofaznoj spektrofotometrii. Zhurn. analit. himii, Vol. 43, № 8, 1461–1465.
  57. Brykina, G. D., Marchak, T. V., Krysina, L. S., Hvostova, V. P., Beljavskaja, T. A. (1982). Sorbcionno-fotometricheskoe opredelenie palladija v promyshlennyh ob’ektah. Zhurn. analit. himii, Vol. 37, № 10, 1841–1845.
  58. Pilipenko, A. T., Safronova, V. G., Zakrevskaja, L. V. (1989). Modificirovanie kationoobmennika KU-23 4-(2-piridilazo) rezorcinom dlja koncentrirovanija i fotometricheskogo opredelenija tjazhelyh metallov. Zhurn. analit. himii, Vol. 44, № 9, 1594–1598.
  59. Tertyh, V. A., Janishpol’skij, V. V. (1991). Ravnovesija kompleks-obrazovanija i adsorbcii na poverhnosti ishodnyh i modificirovannyh kremnezemov. Teor. i jeksper. himija, 3, 361–370.
  60. Skopenko, V. V., Trofimchuk, A. K., Zajcev, V. N. (1982). Issledovanie vzaimodejstvija nevodnyh rastorov medi (ІІ) i kobal’ta (ІІ) s-(2(8)- metilhinolinaminopropilaєrosilom. Zhurn. neorg. himii, Vol. 27, № 10, 2579–2582.
  61. Holin, Ju. V., Zajcev, V. N., Donskaja, N. D. (1990). Vybor modeli opisanija ravnovesij kompleksoobrazovanija CoCl2 s aminopropil-kremnezemami v dimetilformamide. Zhurn. neorg. himii, Vol. 35, № 6, 1569–1574.
  62. Parfit, G., Rochester, K. (1986). Adsorbcija iz rastvorov na poverhnostjah tverdyh tel. Mir, 475.
  63. Kostenko, E. E. (2011). Hіmіko-analіtichnі vlastivostі azobarvnikіv, іmmobіlіzovanih na anіonіtі AV-17-8, ta vikoristannja їh v analіzі harchovih obektіv. Ukr. hіm. zhurn., Vol. 77, № 8, 107–115.

Downloads

Published

2014-06-22

How to Cite

Костенко, Є. Є., & Бутенко, О. М. (2014). Solid-phase spectrophotometry determination of Нg (II) using hromazurol S. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5(69), 20–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24893

Issue

Vol. 3 No. 5(69) (2014): Applied physics. Materials Science

Section

Applied physics

License

Copyright (c) 2014 Єлизавета Євгеніївна Костенко, Олена Миколаївна Бутенко

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.

A license agreement is a document in which the author warrants that he/she owns all copyright for the work (manuscript, article, etc.).
The authors, signing the License Agreement with TECHNOLOGY CENTER PC, have all rights to the further use of their work, provided that they link to our edition in which the work was published.
According to the terms of the License Agreement, the Publisher TECHNOLOGY CENTER PC does not take away your copyrights and receives permission from the authors to use and dissemination of the publication through the world's scientific resources (own electronic resources, scientometric databases, repositories, libraries, etc.).
In the absence of a signed License Agreement or in the absence of this agreement of identifiers allowing to identify the identity of the author, the editors have no right to work with the manuscript.
It is important to remember that there is another type of agreement between authors and publishers – when copyright is transferred from the authors to the publisher. In this case, the authors lose ownership of their work and may not use it in any way.